JPS60220917A - 異方性マグネツトロ−ルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、強磁性粉末と高分子化合物を主体とする混練
物を射出成形して得られた成形体を用いた長尺の異方性
マグネットロールの製造方法に関するものである。

電子写真複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像再
生装置（乾式）においては、母性現像剤（磁性キャリア
とトナーとの混合粉体である二成分現像剤あるいは一成
分系の磁性トナー等）の搬送手段（例えば現像ロールあ
るいはクリーニングロール等）として、非磁性スリーブ
の内部に複数個の磁極を有する永久磁石部材を設置し、
両者を相対的に回転させるように構成したマグネットロ
ールが一般に使用されている。

上記のマグネットロールにも種々の構造のものがあり、
例えば実公昭５７−９７９８号公報に記載されているよ
うな、フェライト粉末ヲ磁場中でプレス成形後焼結して
得られる長尺の異方性ブロック磁石を軸の周囲に固定し
て形成した永久磁石部材を用いるもの、あるいはハード
フェライトからなる円筒状永久磁石を軸に固着して形成
した永久磁石部材を用いるもの（例えば特公昭５５−６
９０７号公報、特公昭５３−４７０４３号公報参照）な
どが挙げられる。しかるに前者の場合は、組立工数が大
となるおよび低温減磁が生ずるなどの問題があり、一方
後者の場合は磁極間部分にも研石材料か使用されかつ焼
結体の密度も約５　ｇ／ｃｘ’と大きいため重量が大と
なるという問題がある。またフェライト磁石は、一般に
、材料自体が脆弱であることから焼結時あるいは焼結後
にクララ゛りや割れが発生し易く、歩留が悪いという問
題もある。

これに対して、主として軽量化のために強磁性粉末（一
般にはフェライト粉末が使用される）を高分子化合物（
一般にはゴム又はプラスチック材料が使用される）で結
合した円筒状の複合磁石を用いたマグネットロールが提
案され、実用化されつつある。この複合磁石の製造方法
の１つとして射出成形法が知られている。公知の如（射
出成形法は、以下の各工程から構成される。まず、上述
の出発原料を所定の比率で混合、加熱混練をおこない、
ペレタイザーもしくはホットカット装置等によって所定
の粒度範囲に揃へた略粒状の均一な混錬物（以下コンパ
ウンドと記す。）を作成する。

次いで、コンパウンドｌ射出成形機内に投入後、適切な
温度条件に設定された成形機から成形空間を有てる金型
内に射出成形をおこない、金型内で冷却固化をおこなっ
た後成形体！取り出し、着磁を施して複数母方が得られ
る（例えば特開昭５６−１０８２０７号、同５７−１３
０４０７号の各公報参照）ところで、複合磁石を製造す
る場合、複合磁石は焼結磁石よりも樹脂分（マドＩＪッ
クス）に相当する分だけ磁性粉含有率が低く、焼結磁石
と同等の磁気特性を得るためには、例えば特開昭５１−
６２３９６号に記載されているように、冷却固化が完了
するまでの間にｇｉ母性粉末の磁化容易軸を着磁後の磁
石内部の磁力線方向に一致させる、いわゆる異方性化の
工程が必要であることは周知である。

特に円筒状、リング状および円柱状の複合磁石で、その
表面にＮ磁により複数個の着磁Ｚ施して使用する場合に
は、強磁性粉末の磁化容易軸方向と着磁後の磁石内部の
磁力線方向とを一致させることが肝要であり、この磁石
内磁気講造は高い磁気特性を得る上で最も有利である。

そこで例えば特公昭５６−５０４５号公報に記載されて
いるように、電磁石による磁場中で射出成形することが
提案されているが、設備が大型化するあるいは成形能率
が低下する等の問題がある。

また特開昭５６−６９８０５　号公報に記載されている
ように、水入磁石による出湯中で射出成形することも提
案されており、設備の小型化という点では有利である。

しかしながら、この方法では、磁極数か少なし１場合に
は有効であるが、１０極以上の磁極を有しする異方性複
合磁石を得る場合には異方性化に必要な高い磁場を発生
させ得るような磁気回路を形成することが非常に困難で
あるという欠点かあっち不発明は、上記従来技術の欠点
を解消し、１０極以上もの磁極を有する異方性複合磁石
を用％ｚだ異方性マグネットロールを容易に得ることの
できる製造方法を提供することを目的とする。

本発明の異方性マグネットロールの製造方法は、強磁性
粉末と高分子化合物を生体とする混合物からなる異方性
円筒状成形体に軸を固着し、該成形体の外周面に前記異
方性方向と同方向に複数個の磁極を着磁してなる異方性
マグネットロールの製造方法において、前記混合物をノ
＜パルス磁場を印加しながら、リング状の成形空間を有
する金型内に導入して異方性を有する円筒状母方を射出
成形し、得られた成形体を軸方向に複数個接続して長尺
の円筒状成形体を作成することを特徴とするものである
。

以上本発明の詳細ビ図面により説明する。

矛１図は本発明に使用される金型の一例を示す横断面図
、矛２図は矛１図のＡ−Ａ断面図である。

両図において、金型は内部にコア２を同心に設けてなる
円筒状の成形空間１を有ｑている。成形空間１の周囲に
は非磁性体よりなる薄肉円筒３を介して磁性体からなる
ヨーク５およびコイル６、６．’が配設されている。配
向時の磁極部７はヨーク５と一体に形成されているが、
磁極部７をヨーク５とは別に製作し℃から両者を一体的
に結合してもよいことはもちろんである。

また矛２図において、８および９ばそれぞれコア２を支
持するための上型および大型であ゛す、上型８の上方に
は型板１０，１１および１２が設けられている。型板１
２にはノズル口１３とスプルー１４が設けられ、型板１
１にはスプルー１４と連通ずるランナー１５か設けられ
ており、ランナー１５は上型１の下面に形成された４点
のピンポイントゲート１６と連通し℃いる。

上記構成による金型の磁気回路は、コイル６．６′に交
互に逆向きのパルス電流を流すことによって（例えば第
１図で導線６ＶＣは紙面の表から裏へ、６′は裏から表
へと流す。）各磁極部７（図では１４個）は交互にＮ極
とＳ極とを構成する。第１図は対称１４極の場合ケ示す
が、磁極のびは偶数個に限らす奇数個でもよ（、また８
＆極配置も対称でもあるいは非対称でもよく要求に応じ
て種々の変形が可能であり、本発明は、第１図の磁気回
路にのみ限定されるものではない。上記金型Ｚ用いろこ
とにより、パルス電流によって発生する磁束を有効に成
形空間内に収束することができる。

上記のパルス砒ｓ発生用区源としては、例えば商用交流
電流を入力としてオールサイリスタ全波位相制御方式に
より断続的に複数回パルス電流を発生せしめる瞬間直流
電源、或は所定の直流電圧に昇圧整流しコンデンサー群
に充電後サイリスタを経て放電を行う瞬間直流電源に接
続すればよい。

また、パルス磁場の太ささとしては、８Ｋ　望ましくは
１０ＫＯε以上であれば通常の円筒状異方性複合磁石を
得るには十分である。

本発明においては、上記金型を用いて例えば次のような
工程により異方性核合値石が得られる。

まず原料として、Ｂａフェライト、　Ｓｒ　フェライト
などのマグネットプラムバイト型結晶構造を有するフェ
ライト粉末、アルニコ研石粉末、　ＦｅＣｒＣ。

系磁石粉末、あるいは希土類コバルト系磁石粉末等の強
磁性粉末と、ポリエチレン、ポリプロビンン、ポリアミ
ド（例えばナイロン（商品名））。

エチレン酢酸ビニル共重合体等の熱可塑性樹脂の１種又
は２種以上とから成る混練物を準備てろ。

強磁性体粉末の配合量は粉末の比重にもよるが、磁気特
性の点から６０重量％以上とすることが好ましい。この
他成形性を改善するために少量のステアリン酸カルシウ
ム等の滑剤を加えてもよ（、更に強磁性粉末と高分子化
合物との濡れ性を改善するため、有機シリケート化合物
、有機チタネート化合物を少量添加してもよい。なお混
錬物は、ペレタイザー、ホットカット装置等によって略
徨状Ｋｍえておくことが好ましい。

次に上記混錬物を第１図に示す金型を備えた射出成形機
に投入し、金型中に射出成形時ないしは成形後、被射出
成形物が冷却固化する間にパルス磁場を少く共１回印加
する。得られた短尺の異方性円筒状成形体は冷却固化後
に金型から取り出す。

ここで上記成形体の具体的な長さとしては、金型の温度
制御を高精度で行えるようにすると共に金型な高い寸法
精度に刀ロエできるよ５にするために、１００３１１１
１以下が適当である。

このようにして短尺の異方性円筒状成形体１７を複斂個
製作しついでこれらを軸方向に接続（例えば接着剤によ
る）してから軸１８ン固着する。得られた軸付の長尺の
異方性円筒状成形体は必要に応じて外在を所定寸法に加
工した後、異方性方向と同方向に着出して矛３図に示す
通りのマグネットロールか得られる。

上述した製造方法においては、短尺の円筒状成形体を裏
作すればよくしかもパルス磁場による異方性配向を行う
ため、磁極数が１０極以上と多（でも従来と比較して金
型が著しく小型化される。更に個々の短尺の円筒状成形
体の寸法精度も、灸尺一体品と比較して高くできるため
、容易に高い寸法の精度のマグネットロールが得られろ
。

ただし本発明を実施する場合、各成形体の接合部のギャ
ップが大きすぎろと、その部分での母方低下が大す（す
って、得られたマグネットロールの軸方向の磁束密度の
均一性が損われるので、接合部のギャップは０．５謁以
下（より好ましくは０．２ｎ以下）におさえることが好
ましい。このギャップが０．５ｇ以下であれば、出力の
低下は約５０Ｇ以下に収まり、マグネットロールの使用
上はとんど問題は生じない。

上記の説明では、対称１４極に着ｉを施したマグネット
ロール用複合母石の製造について述べたが配向ヨークの
磁極数、極間位置等を変化することによって、偶数極、
奇数極、対称、非対称等所望の状態で異方性化された複
合磁石が得られることは勿論である。また、上記磁気回
路を構成するヨークの形状３寸法等については、要求さ
れる磁気特性に応じて有限要素法等の解析手法により適
宜設定すればよい。

以下本発明の詳細な説明する。

平均粒径１μｍの５ｒ−７工ライト磁粉Ｚ６５Ｋｇにポ
リアミド樹脂（東し製ナイロン−６）　１．３５Ｋｇを
混合した後、略２５０’　Ｃにて、森山製作所製加圧加
熱ニーダにより混錬ケおこなった。次いで、ターホカッ
ターにより粉砕をおこない略６〜５脇φ程度の粒状コン
パウンドを作成した。このユンバウンド′？第１図に示
す金型を備えた射出成形機（８梢樹脂工業製）に投入し
、射出温度２７０ｕＣ、射出圧力１０５０Ｋｇ／ｃｄ　
、射出速度９２０ｃｎ’／　Ｓ　ｅ　ｃの条件で射出成
形をかこなった。成形＠後から、該金型内の磁気回路に
オールサイリスタ全波位相制御方式による電源ン用いて
ａｏｍｓＯＮ、１２ｏｍｓＯＦ″Ｆｃｖ条件でパルス電
流による磁場（略１ｏＫＯｅ）を断続的に印加した。冷
却後外径２２８鵡φ、内径１０．ｊｍφ。

長さ５０駒短尺の円筒状成形体を得た。

このようにして得られた６個の成形体を接続しついで軸
を固着後着価して、矛６図に示す通りの長尺のマグネッ
トロールを製作した。

このマグネットロールの寸法は、全長３００．４ｍ。

外径２２．８ｊｌＡφ、芯ズレ０．０２Ｍと高精度であ
り、しかも表面の磁束密度も１１６０〜１２２０Ｇの範
囲であった。またこのマグネットロールの軸方向の磁束
密度分布は（但し、２極のみ示″ｆ）矛４図に示す通り
であり、各継目部での磁力低下は約５０Ｇ以下である。

以上に記述の如く、本発明によれば、小型の設備で、高
い寸法精度と磁気特性Ｙ；ｆｉｒする長尺の異方性マグ
ネットロールを容易に製造することかでざる。

【図面の簡単な説明】

７１図は本発明に使用される金型の一例を示す横断面図
１，１７２図は矛１図のＡ−Ａ断囲図、２７６図は本発
明によって得られたマグネットロールの一例乞示す正面
図、矛４図は本発明によって得られたマグ坏ソトロール
表面の軸方向の磁束密度分布を示す図である。 １・・成形空間、２・・・コア、５・・・ヨーク、６．
６’・・・コイル。 第　２　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 強磁性粉末と高分子化合物を主体とする混合物からなる
   異方性円筒状成形体に軸を固着し、該成形体の外周面に
   異方性方向と同方向に複数個の磁極を着磁してなる異方
   性マグネットロールの製造方法において、前記混合物を
   パルス磁場を印加しながら、リング状の成形空間７有す
   る金型内に導入して異方性を有する円筒状磁石を射出成
   形し、得られた成形体を軸方向に腹数個接続して長尺の
   円筒状成形体ケ作成することを特徴とする異方性マグネ
   ットロールの製造方法。